אנו מסבירים מהי תסיסה, מהם סוגי התסיסה שניתן להשתמש בהם והשימושים השונים שיש לה.
מהי תסיסה?
תסיסה היא תהליך של חִמצוּן לא שלם, ללא צורך בחמצן כדי להתקיים, ומייצר חומר אורגני כתוצאה מכך. זהו תהליך מסוג קטבולי, כלומר, הטרנספורמציה של מולקולות מולקולות מורכבות עד פשוטות ויצירת אנרגיה כימית בצורה של ATP (אדנוזין טרי פוספט).
התסיסה מורכבת מתהליך של גליקוליזה (פירוק מולקולת הגלוקוז) המייצרת פירובט (חומצה פירובית) ושחסרה חמצן כקולטן ל אלקטרונים שאריות NADH המיוצרות (ניקוטין אדנין דינוקלאוטיד), משתמשת בחומר אורגני שיש להפחית כדי לחמצן מחדש את ה-NADH ל-NAD+, ולבסוף מקבלים נגזרת של המצע הראשוני שמתחמצן. בהתאם לחומר הסופי, יהיו סוגים שונים של תסיסה.
תהליך זה התגלה על ידי הכימאי הצרפתי לואי פסטר, שתיאר אותו כ"חיים ללא אוויר" (La vie sans l'air), שכן ניתן לבצע אותה בהיעדר חמצן על ידי מיקרואורגניזמים כמו בַּקטֶרִיָה, שמרים, או כמה מטאזאונים ו פרוטיסטים. בתהליך זה, אם כן, גם לא ה מיטוכונדריה וגם לא המבנים הקשורים לתהליך הנשימה התאית.
בהשוואה ל נשימה אירובית, תסיסה אינה א שיטה מקור אנרגיה יעיל מאוד: רק 2 מולקולות ATP מיוצרות לכל מולקולת גלוקוז שנצרכת, בעוד הנשימה מתקבלת מ-36 עד 38.
עם זאת, תהליך זה מבוצע על ידי שונים תאים של הגוף שלנו כדי לכסות את רגעי היעדר חמצן, כפי שמתרחש בתאי השריר שמתסיסים גלוקוז כאשר קלט החמצן אינו מספיק כדי להמשיך לנשום.
סוגי תסיסה
על פי החומר המתקבל בסוף תהליך התסיסה, אנו יכולים לסווג אותו ל:
- תסיסה אלכוהולית. זהו תהליך המבוצע בעיקר על ידי שמרים, שבו מופקת כמות של אתנול אלכוהול מסוכרים מסוימים, פחמן דו חמצני ו-ATP. זהו התהליך המשמש לייצור משקאות אלכוהוליים.
- תסיסה אצטית. הבעלים של חיידקי הסוג אצטובקטר, הופך אלכוהול אתילי ל חומצה אצטיתכלומר, האלכוהול בחומץ. עם זאת, זהו תהליך אירובי, ולכן הוא יכול להתרחש ביינות החשופים ל- אוויר.
- תסיסה לקטית. הוא מורכב מחמצון חלקי של גלוקוז, המתבצע על ידי חיידקי חלב או על ידי תאי שריר בעלי חיים (כאשר נגמר להם החמצן לנשימה). תהליך זה מייצר ATP אך מייצר חומצת חלב כתוצר לוואי, אשר מייצר את התחושה הכואבת של עייפות השרירים כאשר היא מצטברת.
- תסיסה בוטירית. זה מורכב מהפיכה של גלוקוז לחומצה בוטירית ולגז, שהאחרון נותן לו ריח לא נעים בדרך כלל. זה מבוצע באופן אופייני על ידי חיידקים מהסוג קלוסטרידיום ודורש נוכחות של לקטוז.
- תסיסת בוטנדיול. זוהי גרסה של תסיסה לקטית, המבוצעת על ידי Enterobacteriaceae המשחררים פחמן דו חמצני והם יוצרים בוטנדיול, אלכוהול חסר צבע וצמיג.
- תסיסה פרופיונית. בזה תהליך להתערב את חומצה אצטית, פחמן דו חמצני וחומצה סוצינית. הוא מתקבל מכולם חומצה פרופיונית, א חומר מאכל עם ריח חריף.
שימושים בתסיסה
היינות דורשים תהליך ייצור בו נעשה שימוש בתסיסה אלכוהולית.
תעשיות רבות מעשה ידי אדם מנצלות את התסיסה כדי להשיג חומרים מסוימים. לדוגמה, ב תעשיות מזון של גבינה, מתבצעים תהליכי תסיסה פרופיונית, או בשימור סוגים רבים של מאכלים משתמשים בנוכחות חומצה לקטית, הפועלת כחומר משמר, עקב תסיסה לקטית.
משהו דומה קורה בתעשיית האלכוהול, הן עבור יינות, בירות או סוגים אחרים של משקאות חריפים, הדורשים תהליך ייצור בו מתערבת התסיסה האלכוהולית. מצד שני, אם כמה משקאות חריפים כמו יין נשארים ללא כיסוי במשך זמן רב, החמצן המוסף יתחיל את התסיסה האצטית והמשקה יתחיל להפוך לחומץ.